色差儀的開(kāi)發(fā)原理離不開(kāi)各種色系統(tǒng)的支持，現(xiàn)在我們學(xué)習(xí)一下自然色系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)，學(xué)習(xí)這些知識(shí)可以更好的了解顏色檢測(cè)的信息。

對(duì)物體表面色的絕對(duì)目視評(píng)價(jià)

采用NCS標(biāo)號(hào)可以直接將感知色與基本色聯(lián)系起來(lái)，所以在任何情況下都可以不使用參照色樣，就能對(duì)物體色表進(jìn)行可靠的評(píng)價(jià)。在特定的條件下，這種評(píng)價(jià)甚至可以與標(biāo)準(zhǔn)分光光度法的測(cè)試結(jié)果相比擬。

NCS絕對(duì)評(píng)價(jià)法屬于一種統(tǒng)計(jì)的方法，通常需要10~30名觀察者的目視判斷結(jié)果，以考察這種方法的準(zhǔn)確性。一般來(lái)說(shuō)，這類(lèi)絕對(duì)評(píng)價(jià)主要有：

（1）NCS基本屬于屬性的絕對(duì)目視評(píng)價(jià)法；

（2）NCS坐標(biāo)的絕對(duì)目視評(píng)價(jià)法。

其中，方法（1）要求觀察者按照0~100的分度判斷顏色樣品與想象中的6個(gè)基本色的相似程度；而方法（2）則分別對(duì)色調(diào)、黑度、艷度進(jìn)行判斷，然后確定其NCS標(biāo)號(hào)。

基于NCS色譜的視覺(jué)比較

通過(guò)與NCS色譜中的標(biāo)準(zhǔn)色卡進(jìn)行目視比較，必要時(shí)可以在兩個(gè)色卡之間進(jìn)行內(nèi)插，即可獲得搞準(zhǔn)確度的NCS標(biāo)號(hào)。在進(jìn)行目視比較時(shí)，應(yīng)采用接近CIE標(biāo)準(zhǔn)照明體C或D65的自然光，或人工模擬器光源，并達(dá)到照度為1000lux的漫射照明。顏色樣品應(yīng)放置于平面上，并以0.3~0.5m的距離進(jìn)行垂直觀察，同時(shí)觀察者應(yīng)具有正常的色覺(jué)，且已適應(yīng)其照明環(huán)境。

對(duì)于中性色，可以根據(jù)W-S軸的分度進(jìn)行NCS明度的目視評(píng)價(jià)。將被顏色樣品與色譜中的灰色卡進(jìn)行比較，直至邊界清晰度最小，再由相應(yīng)灰色卡的黑度s，可以計(jì)算出其NCS明度。

與CIE色度系統(tǒng)之間的相互轉(zhuǎn)換

由照明與觀察幾何條件為d/0的色差儀（包括向分量），測(cè)得在CIE標(biāo)準(zhǔn)照明體C或D65下顏色的CIE色度參數(shù)，可以利用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出其對(duì)應(yīng)的NCS標(biāo)號(hào)。反之，也可以根據(jù)顏色的NCS標(biāo)號(hào)，求出其相應(yīng)的CIE色度參數(shù)。另外，在NCS色譜中，每一頁(yè)的色調(diào)圖上也標(biāo)有CIE亮度因數(shù)，可以用來(lái)計(jì)算其NCS明度。

美國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)均勻顏色標(biāo)尺系統(tǒng)

夢(mèng)塞爾顏色系統(tǒng)和自然色系統(tǒng)在本質(zhì)上都是柱坐標(biāo)，中央的明度軸（孟賽爾明度或NCS黑度）被有彩色面（孟賽爾色調(diào)或彩度或NCS色調(diào)和艷度）環(huán)繞，這些有彩色面構(gòu)成一個(gè)色調(diào)環(huán)。對(duì)于給定的色序系統(tǒng)，其色調(diào)應(yīng)該具有相等的視覺(jué)間距，但是上述兩個(gè)系統(tǒng)的相鄰色調(diào)間距都隨彩度的增高而增大。美國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)（OSA）下屬的均勻顏色標(biāo)度委員會(huì)從1947年至1977年期間，在長(zhǎng)達(dá)30年的研究中創(chuàng)立了一種新的色序系統(tǒng)，它能解決這個(gè)缺陷。該系統(tǒng)為美國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)均勻顏色標(biāo)尺系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng)OSA均勻色標(biāo)。為了驗(yàn)證顏色系統(tǒng)，OSA出版了一套共558張實(shí)用的丙烯光澤色卡。

OSA均勻顏色標(biāo)尺系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是，盡量使顏色空間中任意兩點(diǎn)的間距代表它們相應(yīng)的有個(gè)色樣之間的感知色差。因此它沒(méi)有包括與色調(diào)、彩度或飽和度有關(guān)的變量。在OSA-UCS色卡中，除了位于色域邊緣上的少數(shù)顏色之外，每種顏色都有12個(gè)鄰近色。并且所有鄰近色與該顏色之間在視覺(jué)感知上具有同樣的差別。OSA均勻色標(biāo)顏色空間，是由許多13個(gè)點(diǎn)組成的這樣的點(diǎn)群構(gòu)成的，類(lèi)似于晶體的晶格。這13個(gè)點(diǎn)具有同樣的差別。OSA均勻色標(biāo)顏色空間，是由許多13點(diǎn)組成的這樣的點(diǎn)群構(gòu)成的，類(lèi)似于晶體的晶格。這13個(gè)點(diǎn)在OSA-UCS顏色空間中的排列如圖所示，包括在幾何體中心處的O點(diǎn)，以及在幾何體12個(gè)角上的12個(gè)點(diǎn)。這個(gè)幾何形體是將立方體的8個(gè)角切去，而得到的一個(gè)14面體。其切去角后留下的截面是8個(gè)面積相等的三角形，其中任何一個(gè)三角形的三個(gè)頂點(diǎn)都正好與其它三角形的頂點(diǎn)相銜接，在這些三角形之間又夾著6個(gè)正方形，它們是原立方體的6個(gè)面切割后剩下的部分。由圖看出，包圍O點(diǎn)的12個(gè)點(diǎn)中的每一個(gè)點(diǎn)又都是被其各自對(duì)應(yīng)的12個(gè)相鄰點(diǎn)等距離包圍著。由此，這樣的點(diǎn)群不斷擴(kuò)展，而形成了整個(gè)OSA-UCS顏色空間。

圖 OSA均勻顏色標(biāo)尺系統(tǒng)顏色空間分布示意

美國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)均勻顏色標(biāo)尺系統(tǒng)的標(biāo)注形式為：L:j:g。

式中，L代表明度，對(duì)應(yīng)于圖中的豎直方向。當(dāng)L=0時(shí)，表示顏色具有與反射比為30%的中等灰色相同的明度，即亮度因數(shù)Y=30；但是，對(duì)于L=0的有彩色，其反射比一般小于30%，這是顏色濃度對(duì)視亮度影響的結(jié)果。明度L的變化范圍是-7~+5，其中較暗顏色的L是負(fù)值（越暗越負(fù)），較亮顏色的L值為正值（越亮越正）。式中，j代表顏色的黃-藍(lán)度，對(duì)應(yīng)于圖中垂直于紙面的方向。黃-藍(lán)度j的變化范圍是-6~+11，其中正值表示偏黃的顏色，負(fù)值表示偏藍(lán)的顏色。OSA-UCS標(biāo)注中的g則代表顏色的綠-紅度，對(duì)應(yīng)于圖中的水平方向。綠-紅度g的變化范圍是-10~+6，其中正值時(shí)表示顏色偏綠；負(fù)值時(shí)則表示顏色偏紅。

OSA-UCS的所有色卡均標(biāo)有在CIE標(biāo)準(zhǔn)照明體D65下，分別對(duì)于CIE1931和CIE1964標(biāo)準(zhǔn)觀察者的三刺激值X、Y、Z。盡管OSA-UCS的標(biāo)注與CIE三刺激值之間沒(méi)有簡(jiǎn)單的對(duì)應(yīng)關(guān)系，但是以中性灰色背景在D65照明體和10°市場(chǎng)條件下，該系統(tǒng)的色卡具有視覺(jué)等間隔的特性。OSA-UCS顏色空間可以用不同的截面來(lái)截取，從而產(chǎn)生各種各樣的顏色排列。有水平截面得到的是等明度的均勻顏色排列，在任一明度值下的截面顏色圖。都是一個(gè)具有許多行和許多列的方網(wǎng)格陣列。其中沿行方向黃-藍(lán)度j發(fā)生變化，而沿列方向則綠-紅度g發(fā)生變化。此外，也可以通過(guò)垂直截面或斜截面來(lái)截取此顏色空間，以得到不同種類(lèi)的顏色排列。

美國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)制定的這個(gè)均勻顏色標(biāo)尺系統(tǒng)，可以認(rèn)為是目前最均勻的顏色空間，其色卡在藝術(shù)和設(shè)計(jì)領(lǐng)域中很有價(jià)值。但是，由于該系統(tǒng)本身的復(fù)制性以及它不能再恒定的色調(diào)或彩度條件下抽取色樣，所有其應(yīng)用受到一定限制。